Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) совершили важное открытие в области формирования молекулярных сетей. Ученые установили, что ключевым фактором в образовании супрамолекулярных структур является не сила химических связей, а гибкость молекулярных интерфейсов.
В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.
Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.
С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.
Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.
Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.
Изображение носит иллюстративный характер
В природе супрамолекулярные сети играют фундаментальную роль в функционировании биологических систем. Яркими примерами служат белок клатрин, который формирует шестиугольные сети для обеспечения эндоцитоза, и белок TRIM5a, создающий защитную решетку против ВИЧ. Даже пчелиные соты демонстрируют аналогичный принцип гексагональной организации на макроуровне.
Группа ученых под руководством Маартье Бастингс из Лаборатории программируемых биоматериалов (PBL) и Георга Фантнера из Лаборатории био- и наноинструментов (LBNI) использовала наноинженерные нити ДНК в форме трехлучевых звезд для изучения механизмов формирования сетей. Исследователи варьировали длину и последовательность нуклеотидов в «руках» этих структур.
С помощью высокоскоростной атомно-силовой микроскопии ученые наблюдали, как короткие жесткие «руки» ДНК-молекул успешно организовывались в стабильные шестиугольные сети. Напротив, длинные гибкие «руки» расходились слишком широко, препятствуя формированию крупных сетевых структур.
Компьютерное моделирование подтвердило, что молекулы с короткими «руками» примерно в четыре раза чаще принимали параллельную конфигурацию, необходимую для образования стабильных связей. Важно отметить, что даже глобально гибкие молекулы могут формировать сети при наличии локальной жесткости в области интерфейса.
Это открытие имеет широкие практические применения. В медицине оно может помочь в разработке методов предотвращения образования амилоидных бляшек при болезни Альцгеймера. В области спинтроники знание принципов самосборки может использоваться для создания наноразмерных сетей в передовой электронике.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Chemistry, демонстрирует, как ДНК-нанотехнологии позволяют точно контролировать молекулярные свойства на атомном уровне, выходя за рамки традиционной геномной функции ДНК.
